건설재료시험기능사 필기시험 8회 핵심요약노트 및 실전테스트

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📝 건설재료시험기능사 필기시험 8회 핵심 요약노트







아래에 정리되어 있는 핵심포인트를 먼저 공부하신 후에

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1. 시멘트 및 콘크리트 핵심 개념


1.1 시멘트의 종류 및 특성

  • 알루미나 시멘트

    • 제조: 보크사이트와 석회석을 혼합하여 제조합니다.

    • 특성: 초기 강도가 매우 빠르며, 재령 1일 만에 보통 포틀랜드 시멘트의 28일 강도에 도달합니다.

    • 발열량이 높으므로 (최고 100ºC 발생) 긴급 공사나 겨울철 공사에 적합합니다.

    • 화학 작용 및 내화용 콘크리트에 대한 저항성이 큽니다.

  • 시멘트 저장 시 주의사항

    • 저장소의 구조는 반드시 방습으로 해야 합니다.

    • 시멘트 포대 사이로 통풍이 되지 않도록 저장하며, 지면으로부터 습기가 차단되도록 합니다.

    • 장기간 저장 시 7포대 이상 쌓아 올리지 않는 것이 좋습니다.

  • 석고 첨가 목적

    • 시멘트의 수화 반응을 늦추어 응결 시간을 조절하기 위한 응결 지연제 역할을 합니다.


1.2 콘크리트의 성질 및 시험

  • 워커빌리티 (Workability)

    • 굳지 않은 콘크리트의 반죽 질기에 따른 작업의 어렵고 쉬운 정도 및 재료의 분리에 저항하는 정도를 나타내는 성질입니다.

  • 블리딩 (Bleeding) 및 레이턴스 (Laitance)

    • 블리딩: 콘크리트를 친 후 시멘트와 골재 알이 침하하면서 물이 위로 상승하여 표면에 떠오르는 현상입니다.

      • 분말도가 높은 시멘트를 사용하면 블리딩을 줄일 수 있습니다.

      • 일반적으로 콘크리트 타설 후 1 ~ 2시간 이후에 발생합니다.

    • 레이턴스: 블리딩으로 인해 물과 함께 콘크리트 표면에 떠오르는 미세 물질(시멘트 입자 등)이 굳어 형성하는 약한 막입니다.

  • AE 콘크리트

    • AE제 사용량이 증가할수록 압축 강도는 감소합니다.

    • AE 공기는 워커빌리티 개선, 동결융해에 대한 내구성 증가, 블리딩 감소 효과가 있습니다.

  • 크리프 (Creep)

    • 콘크리트에 하중이 장기간 작용할 때 시간과 함께 변형률이 증가하는 현상입니다.

    • 크리프가 커지는 조건: 하중 재하 시 재령이 작을수록, 물-시멘트비(W/C)가 클수록, 작용하는 응력이 클수록, 부재의 치수가 작을수록 크게 일어납니다.

  • 슬럼프 시험

    • 콘크리트의 중앙부와 옆에 놓인 슬럼프콘 상단과의 높이차를 5mm 단위로 측정하여 슬럼프값으로 합니다.

    • 슬럼프콘을 처음 넣는 콘크리트의 양은 몰드 용적의 1/3까지입니다.

    • 전체 작업 시간은 3분 이내, 슬럼프콘을 벗기는 작업은 2 ~ 3초 이내로 해야 합니다.

  • 압축강도 시험 공시체 양생 온도

    • 몰드를 떼어낸 후 습윤 양생 시 가장 적절한 온도는 20 +/- 2ºC 입니다.

  • 콘크리트의 일반적인 강도

    • 일반적으로 콘크리트의 강도는 압축 강도를 의미합니다.


1.3 콘크리트 및 재료 공식

  • 물-시멘트비 (W/C 비율) 물-시멘트비 = (단위수량) / (단위 시멘트량)

  • 압축강도 및 파괴하중 압축강도 = (파괴하중) / (단면적)

  • 쪼갬 인장 강도 (ftk) 쪼갬 인장 강도 (ftk) = (2 * 하중 P) / (PI * 길이 L * 직경 D) (P: 하중, L: 길이, D: 직경, PI: 원주율)



2. 골재 및 아스팔트 (역청재료)


2.1 골재 시험

  • 체가름 시험

    • 체 눈에 막힌 알갱이는 파쇄되지 않도록 주의하면서 되밀어 체에 남은 시료로 간주합니다.

  • 굵은 골재 밀도/흡수율 시험 정밀도

    • 밀도의 경우 시험값은 평균값과의 차이가 0.01g/cm³ 이하입니다.

    • 흡수율의 경우 시험값은 평균값과의 차이가 0.03% 이하입니다.

  • 골재 단위용적중량 시험 (충격 이용 시)

    • 용기 한쪽을 들어 올렸다가 떨어뜨리는 높이는 약 5cm입니다.


2.2 아스팔트 및 역청재료

  • 스트레이트 아스팔트

    • 도로 포장용으로 가장 많이 사용되는 아스팔트입니다.

    • 신장성(연성)이 블론 아스팔트보다 우수합니다.

  • 블론 아스팔트 (Blown Asphalt)

    • 스트레이트 아스팔트에 비해 연화점이 높습니다.

  • 연화점 시험

    • 역청제의 연화점을 측정하는 방법은 일반적으로 환구법을 사용합니다.

  • 신도 시험 (연성 파악)

    • 아스팔트의 연성을 파악하기 위한 시험입니다.

    • 측정 단위는 cm입니다.

    • 시험기를 가동하여 매분 5 +/- 0.25cm의 속도로 시료를 잡아당깁니다.

  • 인화점 및 연소점

    • 인화점: 시료 증기에 불이 붙는 최저 온도입니다.

    • 연소점: 인화점을 측정한 뒤 계속 가열하면서 시료가 최소 5초 동안 연소를 계속할 때의 최저 온도입니다.

    • 일반적으로 연소점은 인화점보다 5 ~ 10ºC 높습니다.



3. 토질 및 기초 핵심 개념


3.1 흙의 기본 성질 및 시험

  • 흙 입자 크기 순서

    • 자갈 > 모래 > 실트 > 점토 순입니다.

  • 균등 계수 (Cu)

    • 입자 지름이 고른 흙은 균등 계수 값이 1에 가깝습니다.

  • 함수비 시험 제습제

    • 데시케이터 안에 넣는 제습제는 염화칼슘입니다.

  • 흙의 연경도 상태

    • 소성 한계와 액성 한계 사이에 있는 흙의 상태를 소성 상태라고 합니다.

    • 소성 한계: 흙을 지름 약 3mm의 줄 모양으로 늘여 토막토막 끊어지려고 할 때의 함수비입니다. (액성 한계 시험에 홈파기 날 사용)

  • 사질토 상태

    • 사질토가 느슨한 상태인지 촘촘한 상태인지를 파악하는 데 상대 밀도를 사용합니다.

  • 건조 단위무게 공식   건조 단위무게 (감마 d) = (흙의 비중 Gs * 물의 단위중량 감마 w) / (1 + 간극비 e) (감마는 단위중량을 의미)

  • 현장 흙 단위무게 측정

    • 모래 치환법, 고무막법, 방사선 동위 원소법, 코어 절삭법 등이 있습니다. (공내 재하법은 제외)


3.2 다짐 및 압밀

  • 다짐의 효과

    • 다짐은 흙의 전단 강도를 증가시킵니다.

    • 또한 단위 중량 증가, 압축성 감소, 투수성 감소 효과가 있습니다.

    • 다짐 시험 관련: 최적 함수비, 영 공기 간극 곡선, 최대 건조 단위 무게 (입경 가적 곡선은 제외)

  • 압밀 시험

    • 투수 계수, 압축 지수, 체적 변화 계수 등을 얻을 수 있습니다. (연경 지수는 제외)

  • 동상에 취약한 흙

    • 실트질 흙은 모관 상승고와 투수성이 비교적 커서 동상이 잘 일어납니다. (점토는 투수성이 낮아 미미)


3.3 기초 공학

  • 얕은 기초의 종류

    • 확대 기초 (푸팅 기초: 독립, 복합, 연속, 캔틸레버)

    • 전면 기초 (매트 기초)

  • 기초의 구비 조건

    • 하중을 안전하게 지지해야 하며, 침하가 허용치를 넘으면 안 됩니다. (침하가 전혀 없어야 하는 것은 아님)

  • 말뚝 지지력

    • 말뚝에 부의 주면 마찰이 발생하면 지지력은 감소합니다.

    • 강널말뚝: 단면의 힘모멘트와 수평 저항력이 크며, 수밀성이 커서 물막이에 적합합니다.

  • 허용 지지력 공식 허용 지지력 = (극한 지지력) / (안전율)

  • 평판 재하 시험 (지지력 계수 K) 지지력 계수 (K) = (하중 강도 kg/cm²) / (침하량 cm)

  • 일축 압축 시험 파괴면 각도

    • 파괴면과 최대 주 응력이 이루는 각: 45도 + (내부 마찰각 Phi / 2) (Phi: 내부 마찰각)



4. 기타 재료 및 시험


4.1 석재, 목재, 강재

  • 석재의 일반적인 성질

    • 석재는 압축 강도가 가장 크며, 인장, 휨, 전단 강도는 압축 강도에 비해 매우 작습니다.

    • 흡수율이 클수록 강도가 작고 동해를 받기 쉽습니다.

    • 비중이 클수록 압축 강도가 큽니다.

    • 화강암은 내화성이 낮습니다.

  • 목재의 건조 방법

    • 자연 건조: 공기 건조법, 침수법 등이 있습니다.

  • 가단 주철

    • 백 주철을 700 ~ 1,000ºC로 열처리하여 연성과 인성을 크게 만든 주철입니다.

  • 강재의 탄성 한도

    • 응력-변형률 곡선에서 탄성 한도는 하중을 제거하면 본래의 형태로 복원되는 한계점입니다.


4.2 폭약

  • 다이너마이트 주성분

    • 나이트로글리세린을 주성분으로 합니다.

  • 폭약 취급 주의사항

    • 뇌관과 폭약은 반드시 분리하여 각각 다른 장소에 저장해야 합니다.

    • 운반 중 충격, 햇볕, 화기를 피하고, 흡습이나 동결되지 않도록 해야 합니다.

4.3 시멘트 시험법과 기구 연결 (목록)

  • 시멘트 분말도 시험: 블레인 공기 투과 장치

  • 시멘트 응결 측정: 길모어 침, 비카 침

  • 시멘트 안정성 (팽창도) 시험: 오토클레이브

  • 시멘트 비중 시험: 르샤틀리에 비중병







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